[发明专利]一种实现博物馆智能数字导游的方法

权利要求书

1.一种实现博物馆智能数字导游的方法，其特征在于，以服务器-移动平台模式运行，移动平台采用智能手机或平板电脑，服务器采用PC机或者工作站；

方法实现包括下列步骤:

1)搭建高清图像数据库和定位用的低分辨率图像数据库；两个数据库均保存在服务器上，服务器是相同的或者不同的服务器；两个库的图像均采用归一化坐标以实现同一作品的不同分辨率的图像的对齐；高清晰图像采用多分辨率的金字塔形式组织，金字塔的每一层分成图像块存储在服务器上；

2）在移动平台上设计面向观众的应用程序；程序首先调用移动平台的相机拍摄功能拍摄一幅感兴趣区域的照片，交由服务器；服务器实现定位，并将位置信息反馈给移动平台；

3）移动平台将该位置以及当前屏幕的放大缩小程度作为参数传递给服务器；服务器依据放大缩小程度值找到对应金字塔的层次；放大程度较小，即客户端的画以较全景、大范围呈现，此时服务器将调用金字塔顶端的较低分辨率的图像层，反之亦然；然后，在当前层次找到定位位置附近的能够在移动平台上显示的内容量所对应的图像块传输给移动平台；移动平台对收到的数据进行呈现；

移动平台允许用户对数据交互式浏览，当用户交互导致移动平台显示的数据中心发生改变，移动平台将向服务器发出申请，更新数据。

2.如权利要求1所述的实现智能数字导游的方法，其特征在于：所述步骤2）服务器实现定位过程具体如下：

在离线阶段，利用SIFT特征提取算法，针对所有低分辨率图像数据库数据库中的图像抽取得到一系列特征，每个特征包括一个关键点即在低分辨率图像上的位置和SIFT特征向量；低分辨率图像数据库以下简称AR库；然后，用这些关键点和他们的特征向量取代图像存储在低分辨率图像数据库中；

在线阶段，收到移动平台的查询图像后，抽取其SIFT特征，并逐一与数据库中的特征做比对，找到最相似的特征作为他们各自的对应特征，得到移动平台查询图像和AR数据库的一系列特征匹配对，

这些特征匹配对中可能含有噪声，即部分查询图像的特征在AR库中找到的是错误的特征；这些错误的特征位于错误的目标物，或者是位于对的目标物却错误的位置；

过滤第一种情况下的噪声，只需按数量多少做出选择，认为特征数量少的那个目标物为错误的目标物；则去除错误的目标物中的特征以及其在查询图像中的对应特征；

此时余留的特征对为{p_i,q_i}_i=1,…,k，k表示特征对的数目，查询图像和对应目标物图像之间的尺度比为

s=Σi=1k|pi-Ep|Σi=1k|qi-Eq|]]>，

此处，E_q是查询图像余留特征位置{q_i}_i=1,…,k的几何中心，即横纵坐标分量的算术平均值，E_p为对应特征位置{p_i}_i=1,…,k的中心；对应特征中偏离E_p的被逐个移除；即，如果

|p_i-E_p|＞s|q_i-E_q|+δ，

(p_i,q_i)将被移除；

其中p_i表示在目标物上第i个点的位置，即横纵坐标；

q_i表示在查询图像上第i个点的位置，即横纵坐标；

δ是一个常数，表示可以容忍的范围误差；，其中w_q为查询图像的宽度，s*w_q为在噪声存在情况下，所估计的查询图像占据的AR库中目标物的图像的那一部分的宽度；

在噪声移除后，更新E_p,E_q, 和s；用q_c表示查询图像的中心点,即，w_q和h_q分别为查询图像的宽度和高度；那么其对应的在目标物图像上的位置p_c为

p_c=E_p-s(E_q-q_c)，

该位置即查询图像在AR库中的位置；如果没有找到匹配特征或者观众不满意匹配结果，可返回至拍照界面，重新拍照。